拉深件缺陷与消除概要

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1、 拉 深 件 缺 陷 及 消 除 拉深件缺陷及消除 n一. 深拉深破裂 n二. 胀形破裂 n三. 凸缘延伸裂纹 n四. 纵弯曲折皱 n五. 壁增厚折皱 n六. 表面精度不良 n七. 表面形状不良 一. 深拉深破裂 n1. 凹模肩部相应部位裂纹 n2. 壁破裂 n3. 纵向破裂 n4. 自然时效破裂 n5. 凸模肩部相应部位裂纹 n6. 直边壁破裂 n7. 侧壁端面裂纹 n8. 侧壁纵向裂纹 拉深件缺陷及消除 深拉深破裂 n1.凹模肩部相应部位裂 纹 n如图1所示，这种破裂现象产生 于非常靠近rd的部位。 （1）凹模圆角半径rd过小。 由于这种缺陷产生于rd过小的 场合，因此需将rd增大到适当值

2、 。如果rd是图纸要求的尺寸，可 以首先用标准的rd值进行拉深， 然后再增加一道整形工序。 n图1 rd部破裂 一.深拉深破裂 n1.凹模肩部相应部位裂纹 n（2）由起皱引起破裂。 如果压边力太小，在凸缘部就会起皱，在rd部分如不能控制住起皱 ，rp或rd部分就产生破裂。尤其是rd偏小，当压边力小时，破裂就集 中发生于rd部位。其措施是必须首先很好地研磨rd部位并提高压边力 ，如仍发生破裂，就要再增大压边力。 一. 深拉深破裂 n1.凹模肩部相应部位裂纹 n（3）材料的加工硬化。 对方筒进行深拉深，当拉深到下死点时，完全没有起皱，但在rd部 位却发生破裂。原因是，进行剧裂的拉深加工时，由于材料

3、的硬化按 比例增加，因此，rd部位不能承受剧烈的弯曲，在变形功极低的情况 下，rd附近就会破裂。 深拉深破裂 n1.凹模肩部相应部位裂纹 n消除方法 （1）改变毛坯形状； （2）更换润滑油； （3）稍微变换缓冲销压力； （4）经常进行研磨，消除破裂部位的凸缘部撞击； （5）产生局部破裂的原因及消除方法。 定位不好或毛坯形状不合适； 缓冲销的位置或长度不合适； 润滑油不合适； 凹模面的接触不良； 垂直度不好； 根据rd的破裂部位再研磨凸缘部位。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n这种缺陷一般出现在方筒角部附近的侧壁，通常，出现在凹模圆角 半径（rcd）附近。在模具设计阶段，一般难以预料。破裂形状如图1

4、 所示，即倒W字形，在其上方出现与拉深方向呈45的交叉网格。交 叉网格象用划线针划过一样，当寻找壁破裂产生原因时，如不注 意，往往不会看漏。它是一种原因比较清楚而又少见的疵病。 方筒拉深，直边部和角部变形不均匀。随着拉深的进行，板厚 只在角部增加。从而，研磨了的压边圈，压边力集中于角部，同 时，也促进了加工硬化。 为此，弯曲和变直中所需要的力就增大，拉深载荷集中于角部 ，这种拉深的行程载荷曲线如图2所示，载荷峰值出现两次。 深拉深破裂 n2.壁破裂 图2 方筒拉深时，凸模行 程与拉深载荷的关系 图1 方筒壁破裂 深拉深破裂 n2.壁破裂 n第一峰值与拉深破裂相对应，第二峰值与壁破裂相对应。 就

5、平均载荷而言，第一峰值最高。就角部来说，在加工后 期由于拉深载荷明显地向角部集中，在第二峰值就往往出 现壁破裂。 与碳素钢板（软钢板）相比较，188系列不锈钢由于 加工硬化严重，容易发生壁破裂。即使拉深象圆筒那样的 均匀的产品，往往也会发生壁破裂。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n原因及消除方法 n （1）制品形状。 拉深深度过深。 由于该缺陷是在深拉深时产生的，如将拉深深度降低即可解决。但 是必须按图纸尺寸要求进行拉深时，用其他方法解决的例子也很多。 rd、rc过小。 由于该缺陷是在方筒角部半径（rc）过小时发生的，所以就应增大 rc。凹模圆角半径（rd）小而进行深拉深时，也有产生壁破裂的危险

6、。如果产生破裂，就要好好研磨（rd），将其加大。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n（2）冲压条件。 压边力过大。 只要不起皱，就可降低压边力。如果起皱是引起破裂的原因，则降 低压边力必须慎重。如果在整个凸缘上发生薄薄的折皱，又还在破裂 地方发亮，那就可能是由于缓冲销高度没有加工好，模具精度差，压 力机精度低，压边圈的平行度不好及发生撞击等局部原因。必须采取 相应措施。 是否存在上述因素，可以通过撞击痕迹来加以判断，如果撞击痕迹 正常，形状就整齐，如果不整齐，则表明某处一定有问题。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n 润滑不良。 加工油的选择非常重要。区别润滑油是否合适的方法，是当将制品 从模具内取出来时

7、，如果制品温度高到不能用手触摸的程度，就必须 重新考虑润滑油的选择和润滑方法。 在拉深过程中，最重要的因素之一是不能将润滑油的油膜破裂。凸 模侧壁温度上升而使材料软化，是引起故障的原因。 因此，在进行深拉深时，要尽量减少拉深引起的磨擦，另外，还需 要同时考虑积极的冷却方案。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n 毛坯形状不当。 根据经验，在试拉深阶段产生壁破裂时，只要改变毛坯形状，就可 消除缺陷，这种实例非常多。 拉深方筒时，首先使用方形毛坯进行拉深，rd部位如果产生破裂， 就对毛坯四角进行切角。 在此阶段，如果发生倒W字形破裂和网格疵病，则表示四角的切角 量过大。切角的形状，如拉深时凸缘四角产生凹口

8、，只要切角量适当 减小一些，就可消除，同时还可制止破裂。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n 定位不良。 切角量即使合适，但如毛坯定位不正确，就会象切角过大那样，仍 要产生破裂。另外，当批量生产时，使用三点定位装置时，定位全凭 操作者的手感，这时往往会产生壁破裂。 缓冲销接触不良。 只要将缓冲销的长度作适当调整，缺陷即可消除。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n（3）模具问题。 模具表面粗糙和接触不良。 在研磨凹模面提高表面光洁度的同时，还要达到不形成集中载荷的 配合状态。 模具的平行度、垂直度误差。 进行深拉深时，由于模具的高度增加，所以凸模或凹模的垂直度、 平行度就差，当接近下死点时，由于配合和间隙方

9、面的变化，就成为 破裂的原因。因此，模具制作完毕之后，必须检查其平行度和垂直度 。 拉深筋的位置和形状不好。 削弱方筒拉深时角部的拉深筋的作用。 深拉深破裂 n2.壁破裂 n（4）材料 拉伸强度不够。 晶粒过大，容易产生壁部裂纹，故应减小材料之晶粒。 变形极限不足，因此要换成r值大的材料。 增加板材厚度，进行试拉深。 深拉深破裂 n3.纵向破裂 n沿拉深方向的破裂，称之为“纵向 破裂”，由于破裂的原因不同，所 以消除方法也不同。 （1）由材料引起纵裂的实例。 使用不锈薄钢板（SUS304）在 拉深极限附近进行深拉深时，rp， rd部都不破裂，而在侧壁产生纵向 破裂，最典型的例子就象图1所示 ，

10、破裂成象一个剥开了皮的香蕉。 图1 纵向破裂 深拉深破裂 n3.纵向破裂 n这种裂纹的特征是纵向开裂，是从模具内取出制品的最后时刻瞬时裂 开。其原因尚未定论，但可能是下述原因引起的。 深容器拉深时，由于在圆周方向受强大的压缩应力的作用，因 此，内部有拉伸残余应力存在，将拉深后的容器从凹模取出时，该残 余应力就急骤起作用，并以容器四周的缺口为起点产生破裂。 凸缘部位的压缩变形，使容器侧壁形成时，由于瞬时压曲，侧 壁部产生折弯或弯曲，从而产生破裂和纵向裂纹。 深拉深破裂 n3.纵向破裂 n消除方法 n 根据经验，可改变rp，rd的大小；对模具进行充分研磨；增减缓冲 销压力；改变润滑油等。当经过各种

11、实验，都无法控制时，更换材料 ，将板厚增加0.1mm，这时破裂就完全消除了。 深拉深破裂 n3.纵向破裂 n（2）胀形过多而产生破裂。 进行方筒深拉深时，会产生回弹凹陷，其措施是，用稍微加大尺寸 的凸模再进行胀形，即可消除回弹凹陷。但是如果胀形过多，由于角 部产生加工硬化，产生纵向裂纹。 目前，为了防止纵向裂纹的危险，采用精整的办法。即：将制品做 成与凸模完全相同的形状，精整时在凸缘上安装拉深筋，完全防止材 料流入，这不是一种一般的再拉深的办法。 深拉深破裂 n3.纵向破裂 n（3）由于混入异物而引起断裂。 若没有察觉凹模上粘有异物而进行拉深时，异物就以此为起点，可 能沿拉伸方向撕裂制品。这种

12、原因产生的裂纹，开初小，逐渐增大撕 裂范围。 深拉深破裂 n4.自然时效破裂 n加工硬化性能强的SUS301等材料，当经过剧 烈的成形加工后，一直放置不用，由于残余应 力的作用，往往会发生纵向裂纹。但含镍量多 的奥氏体不锈钢板，即SUS304以上的材料， 即使进行剧裂的冲压加工，也不会产生自然时 效裂纹。 另外，使用黄铜等铜合金板，经剧烈成形 加工后一直放置，也往往会产生纵向裂纹。其 原因与残余应力及周围某些气氛有关。图1是 其示意图。 图1 自然时效裂纹 深拉深破裂 n4.自然时效破裂 n消除方法 n 最主要是尽量减少残余应力。成形后立即进行退火处理能防止裂纹 产生。 为了尽量减少残余应力，

13、操作时必须注意以下几点： 使凹模圆角半径（rd）尽量小。 用多次拉深增加拉深深度时，尽可能要余留下凸缘部分。 设计拉深工艺时，要避免不合理的工艺。 压边圈应经常研磨，以增加压边力，防止折皱发生。 深拉深破裂 n5.凸模肩部相应部位裂纹 n由于材料的强度不够，当拉深载荷达到材料破断载荷时就会发生此缺 陷。 深拉深破裂 n5.凸模肩部相应部位裂纹 n缺陷部位产生于凸模肩R相应的部位（ rp处），即比冲撞痕线更接近rp的部分 。破裂部分的冲撞痕线，因与其他部位 不同，可以对下面几种情况进行观察检 查：或者被延展；或者在凸缘的上下面 有发亮的部分；或者产生折皱。另外， 在侧壁上有时也有发亮的部分。 初

14、期横向破裂，呈舌状。如图1。 图1 rp部破裂 深拉深破裂 n5.凸模肩部相应部位裂纹 n原因及消除方法 n（1）制品形状。 拉深深度过大。 目前，圆筒、方筒深拉深的极限是在设计阶段确定的。从而，在极 限附近进行拉深时，要用表面光洁、平整的材料，综合模具配合和研 磨，加工润滑油，缓冲压力，压力机精度等现场条件，进行试验拉深 。 凸模半径（rp）过小。 a 将rp修正到适当值。 b 图纸上的rp过小时，首先按适当值进行拉深，然后再增加一道工 序，成形所需尺寸。 深拉深破裂 n5.凸模肩部相应部位裂纹 n 凹模尺寸（rd）过小。 a 将rd修正到适当值。 b 图纸上的rd过小时，首先用适当rd值进行拉深，然后再增加一道 工序，成形到所需尺寸。 方筒的角部半径（rc）过小。 a 将拉深深度减小； b 多增加一道拉深工序； c 换成更高级的材料； d 将板料厚度增加。 深拉深破裂 n5.凸模肩部相应部位裂纹 n（2）冲压条件。 压边力过大。 压边力过大时，在凸缘面上不会发生起皱。防皱压板面粗糙度，模 具配合，间隙，rp，rd，加工油的种类和涂敷条件，缓冲销造成的压 边力分布等，都影响防皱压力。如果有关拉深的上述这些条件都合适 的话，压边力就会下降，在起皱之前，不会发生破裂。 压边力过大时，由于